(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ショットピーニング処理を行うピーニングヘッドのヘッド本体に装着されて、水力発電設備に用いられるワークのショットピーニング処理の作業対象箇所を囲むようにセットされ、内部に収容したショット材を、前記ヘッド本体に設けられた振動体の振動面の振動により前記作業対象箇所に向けて射出し、射出されたショット材により前記作業対象箇所をショットピーニング処理するショットピーニング装置に用いられるチャンバにおいて、
前記ショット材の収容空間を囲むチャンバ壁と、
前記射出されたショット材を前記作業対象箇所に衝突させるために前記ショット材の収容空間の前面を開放する前面開口部と、
前記ヘッド本体の振動体の振動面を前記収容空間に臨ませるための後面開口部と、
前記チャンバ壁を前記ヘッド本体に着脱自在に装着する装着具と、を有し、
前記チャンバ壁の少なくとも一部が樹脂材で構成され、その樹脂材で構成されたチャンバ壁の少なくとも一部の前記収容空間に臨む内面に、前記樹脂材よりも耐久性の高い金属製のプレートが配置されていることを特徴とするショットピーニング装置に用いられるチャンバ。
【請求項２】
前記チャンバ壁に、前記ショット材を前記収容空間に挿入するための開閉蓋が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のショットピーニング装置に用いられるチャンバ。
【請求項３】
前記チャンバ壁が、前記収容空間を挟んで対向する一対の側壁と、該一対の側壁間を連結する一対の端壁とから構成されており、前記一対の側壁が、長さを異ならせて複数組用意されていることを特徴とする請求項１または２に記載のショットピーニング装置に用いられるチャンバ。
【請求項４】
ショットピーニング処理の作業対象箇所の形状の違いに応じて、請求項１〜３のいずれか１項に記載のチャンバが複数種類形状を異ならせたものとして用意されており、作業対象箇所ごとに前記チャンバを前記ヘッド本体に付け替えて、ショットピーニング処理を行うことを特徴とするショットピーニング処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショットピーニング処理を行う際に、ショットピーニング装置のピーニングヘッドに取り付けられるチャンバ及びショットピーニング処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ショットピーニング処理を行うピーニングヘッドのヘッド本体にチャンバを装着し、ショットピーニング処理の作業対象箇所を囲むようにチャンバをセットし、チャンバの内部に収容したショット材（小さな鋼鉄、ガラス球、セラミック球など）を、ヘッド本体に設けられた振動体の振動面の振動により作業対象箇所に向けて射出し、射出されたショット材により作業対象箇所をショットピーニング処理するショットピーニング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種のショットピーニング装置で用いられるチャンバにおいて、ショット材の収容空間を画成するチャンバ壁は、一般的に、ショット材と接触する部分であることから、耐久性を考慮して金属で構成されていた。しかし、チャンバ壁を金属製とした場合、重量が重くなり、作業中に作業姿勢を保持する負担が増す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−５１６２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、従来のショットピーニング装置に用いられるチャンバは、チャンバ壁が全部金属で構成されているのが一般的であり、重量増大になる課題があった。そこで、金属よりも軽量な樹脂でチャンバ壁を構成することが考えられるが、そうした場合、ショット材と接触することによる摩耗が新たな問題になることが分かった。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、摩耗の問題を解消しながら、軽量化と低コスト化を図ることのできるショットピーニング装置に用いられるチャンバ及びショットピーニング処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
すなわち、請求項１の発明に係るチャンバは、ショットピーニング処理を行うピーニングヘッドのヘッド本体に装着されて、水力発電設備に用いられるワークのショットピーニング処理の作業対象箇所を囲むようにセットされ、内部に収容したショット材を、前記ヘッド本体に設けられた振動体の振動面の振動により前記作業対象箇所に向けて射出し、射出されたショット材により前記作業対象箇所をショットピーニング処理するショットピーニング装置に用いられるチャンバにおいて、前記ショット材の収容空間を囲むチャンバ壁と、前記射出されたショット材を前記作業対象箇所に衝突させるために前記ショット材の収容空間の前面を開放する前面開口部と、前記ヘッド本体の振動体の振動面を前記収容空間に臨ませるための後面開口部と、前記チャンバ壁を前記ヘッド本体に着脱自在に装着する装着具と、を有し、前記チャンバ壁の少なくとも一部が樹脂材で構成され、その樹脂材で構成されたチャンバ壁の少なくとも一部の前記収容空間に臨む内面に、前記樹脂材よりも耐久性の高い金属製のプレートが配置されていることを特徴とする。
これにより、作業対象箇所の形状に応じてチャンバを交換することができる。また、チャンバ壁の少なくとも一部が樹脂材で構成されているので、全部のチャンバ壁が金属材で構成されている場合に比べて軽量化及び低コスト化を図ることができる。しかも、樹脂材で構成されたチャンバ壁の少なくとも一部の内面に金属製のプレートが配置されているので、このプレートで覆われた部分の耐久性を増すことができる。
【０００８】
また、請求項２の発明に係るチャンバは、前記チャンバ壁に、前記ショット材を前記収容空間に挿入するための開閉蓋が設けられていることを特徴とする。
これにより、ショットピーニング処理を行う箇所によっては、チャンバ壁に囲まれた収容空間に前面開口部からショット材を挿入するのが難しい場合があるが、そういう場合に開閉蓋を開けることで、チャンバを対象箇所に押し当てた後から、ショット材をチャンバ内に挿入することができる。
【０００９】
また、請求項３の発明に係るチャンバは、前記チャンバ壁が、前記収容空間を挟んで対向する一対の側壁と、該一対の側壁間を連結する一対の端壁とから構成されており、前記一対の側壁が、長さを異ならせて複数組用意されていることを特徴とする。
これにより、ショットピーニング処理を行う箇所によってチャンバを交換する際に、長さの違う側壁を使用するだけで、他の部品を共通化あるいは他の部品を流用しながら、長さの違う作業対象箇所に対応可能な複数のチャンバを用意することができ、コスト低減に貢献することができる。
【００１０】
また、請求項４の発明に係るショットピーニング方法は、ショットピーニング処理の作業対象箇所の形状の違いに応じて、請求項１〜３のいずれかに記載のチャンバが複数種類形状を異ならせたものとして用意されており、作業対象箇所ごとに前記チャンバを前記ヘッド本体に付け替えて、ショットピーニング処理を行うことを特徴とする。
これにより、ヘッド本体に対し異種チャンバを適宜付け替えることで、様々な形状の作業対象箇所のショットピーニング処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、チャンバ壁をヘッド本体に着脱自在に装着する装着具を備えているので、作業対象箇所の形状に応じてチャンバを交換することができる。また、チャンバ壁の少なくとも一部が樹脂材で構成されているので、全部のチャンバ壁が金属材で構成されている場合に比べて軽量化及び低コスト化を図ることができる。しかも、樹脂材で構成されたチャンバ壁の少なくとも一部の内面に金属製のプレートが配置されているので、プレートで覆われた部分の耐久性を増すことができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、開閉蓋を開けることで、チャンバを対象箇所に押し当てた後からショット材をチャンバ内に挿入することができる。つまり、ショットピーニング処理を行う箇所によっては、チャンバ壁に囲まれた収容空間に前面開口部からショット材を挿入するのが難しい場合があるが、そういう場合に開閉蓋を開けることで、ショット材をチャンバ内に挿入することができる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、長さの違う作業対象箇所に対応可能な複数のチャンバを簡単に用意することができる。つまり、ショットピーニング処理を行う箇所によってチャンバを交換する際に、長さの違う側壁を使用するだけで、他の部品を共通化あるいは他の部品を流用しながら、長さの違う作業対象箇所に対応可能な複数のチャンバを用意することができる。従って、部品の共通化あるいは流用によりコスト低減に貢献することができる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、ヘッド本体に対しチャンバを適宜付け替えることで、様々な形状の作業対象箇所のショットピーニング処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態のチャンバが使用されるショットピーニング装置の全体概要を示す斜視図である。
【図２】同ショットピーニング装置のピーニングヘッドの分解斜視図である。
【図３】同ピーニングヘッドのヘッド本体の分解斜視図である。
【図４】第１実施形態のチャンバとしてのタイプＡのチャンバを示す斜視図である。
【図５】同チャンバの分解斜視図である。
【図６】第２実施形態のチャンバとしてのタイプＢのチャンバを示す斜視図である。
【図７】同チャンバの分解斜視図である。
【図８】第３実施形態のチャンバとしてのタイプＣのチャンバを示す斜視図である。
【図９】同チャンバの分解斜視図である。
【図１０】第４実施形態のチャンバとしてのタイプＤのチャンバを示す斜視図である。
【図１１】同チャンバの分解斜視図である。
【図１２】水車ランナをショットピーニング処理する場合の作業対象箇所と使用するチャンバの種類の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は実施形態のチャンバが使用されるショットピーニング装置の全体概要を示す斜視図、図２は同ショットピーニング装置のピーニングヘッドの分解斜視図、図３は同ピーニングヘッドのヘッド本体の分解斜視図である。
【００１７】
まず、実施形態のチャンバが使用されるショットピーニング装置の概略について説明する。このショットピーニング装置Ｍは、ワークに対して固定される固定支持部１と、ワークの作業対象箇所に対してショットピーニング処理を行うピーニングヘッド５０と、可動式の多関節型の支持フレーム２と、から成る。
【００１８】
支持フレーム２は、基端部が固定支持部１に連結されると共に先端部がピーニングヘッド５０に連結されることで、固定支持部１とピーニングヘッド５０との間に介在されており、基端部と先端部との間に設けられた多数の関節Ｋ１〜Ｋ７を動かすことで、空間内の任意の位置にピーニングヘッド５０を位置決めし、且つ、ピーニングヘッド５０の姿勢を作業対象箇所に対して作業し得る最適な姿勢に調整するものである。
【００１９】
支持フレーム２の各関節Ｋ１〜Ｋ７には、必要に応じて該各関節Ｋ１〜Ｋ７を任意の角度位置に固定し得るロック機構が設けられる。ロック機構は全部の関節Ｋ１〜Ｋ７に設けてもよいが、互いに関連する関節があれば、それら関節のうち少なくとも１つ設ければ足りる。これらロック機構は、手動または遠隔操作により作動させることができるようになっている。ロック機構としては、例えば圧縮エアを用いた形式のものを採用することができる。
【００２０】
固定支持部１は、それぞれに長さ（高さ）調節が可能で、互いに間隔をおいて平行に配置され、且つ互いに連結された３本の支柱１１によって構成されている。３本の各支柱１１の延在方向に垂直な互いに直交する２方向をＸ方向及びＹ方向とし、３本の各支柱１１の延在方向をＺ方向とするとき、Ｘ・Ｙ方向は水平方向に設定され、Ｚ方向は鉛直方向に設定されている。
【００２１】
支持フレーム２は、自身の基端部に対して自身の先端部を水平方向に移動する水平方向可動フレーム２０と、自身の基端部に対して自身の先端部を鉛直方向に移動する鉛直方向可動フレーム３０と、少なくとも直交２軸の旋回軸４３、４４を有する旋回機構４０と、から成る。水平方向可動フレーム２０、鉛直方向可動フレーム３０、旋回機構４０の各可動部は、それぞれロック機構を備えた関節Ｋ１〜Ｋ７として構成されている。
【００２２】
この支持フレーム２では、水平方向可動フレーム２０の基端部が固定支持部１の１本の支柱１１に連結され、水平方向可動フレーム２０の先端部に鉛直方向可動フレーム３０の基端部が連結され、鉛直方向可動フレーム３０の先端部に旋回機構４０のベースブロック（ベース）４１が連結されている。そして、旋回機構４０の最終段の旋回部４５にピーニングヘッド５０が取り付けられている。
【００２３】
ここでは、水平方向可動フレーム２０が、水平方向に回動する第２の関節Ｋ２を介して互いに連結された第１のアーム２１と第２のアーム２６とを有し、第１のアーム２１の基端部が、固定支持部１の１本の支柱１１に水平方向に回動する関節Ｋ１を介して連結されている。
【００２４】
また、鉛直方向可動フレーム３０を構成する第３のアーム３２は、平行リンク機構として構成されており、第３のアーム３２の基端部が、水平方向可動フレーム２０の第２のアーム２６の先端部に、水平方向に回動する第３の関節Ｋ３を介して連結されている。第３のアーム３２の基端部と先端部には、鉛直方向に回動する第４の関節Ｋ４と第５の関節Ｋ５とが含まれており、鉛直方向可動フレーム３０の先端部に連結された旋回機構４０のベースブロック４１は、鉛直方向可動フレーム３０の基端部に対して鉛直面内で平行移動するようになっている。
【００２５】
鉛直方向可動フレーム３０の先端部に取り付けられた旋回機構４０には、ベースブロック４１に対して第１の旋回軸４３の周りに旋回する第１旋回部４２と、第１旋回部４２に対して第２の旋回軸４４の周りに旋回する第２旋回部４５とが設けられている。第１の旋回軸４３は、第３のアーム３２の移動する鉛直面に対して平行な水平方向に延びる軸として設定されており、第１の旋回部４２は、その水平な第１の旋回軸４３を中心にして、図１中矢印αで示すように鉛直面に沿って回転することができるようになっている。
【００２６】
また、第２の旋回軸４４は、第１の旋回部４２上に第１の旋回軸４３と直交する軸として設定されており、第２の旋回部４５は、その第２の旋回軸４４を中心にして、図１中矢印βで示すように回転することができるようになっている。
【００２７】
第１の旋回軸４３及び第２の旋回軸４４にも、図示しないロック機構がそれぞれに備わっている。そして、これらの旋回軸４３、４４によって、それぞれ第６の関節Ｋ６と第７の関節Ｋ７とが構成されている。
【００２８】
第２の旋回部４５は、ピーニングヘッド５０を取り付けるブラケットとしての部材であり、この第２の旋回部４５にピーニングヘッド５０のヘッド本体５１が取り付けられている。
【００２９】
ショットピーニング処理を行う場合は、図２に示すように、ピーニングヘッド５０のヘッド本体５１にチャンバ１００を装着し、ショットピーニング処理の作業対象箇所を囲むようにチャンバ１００をセットする。そして、チャンバ１００の内部に収容したショット材（鋼球など）を、ヘッド本体５１に設けられた振動体５３の振動面５５の振動により作業対象箇所に向けて射出し、射出されたショット材により作業対象箇所をショットピーニング処理する。
【００３０】
ヘッド本体５１には、図３に示すように、ケース５２内に保持された振動体（超音波ホーン）５３に超音波振動を伝達ロッド５７を介して付与する振動発生器（ピエゾ素子）５６が内蔵されている。また、ヘッド本体５１には、第２の旋回部４５であるブラケットにピーニングヘッド５０を連結するための溝が設けられている。また、ヘッド本体５１の先端側に設けられたケース５２の外面には、チャンバ１００を装着するための装着具６１、６２が設けられている。ケース５２内に保持された振動体５３の先端部は、ケース５２の前端より外に突出しており、その先端面に振動面５５が設けられている。
【００３１】
次に実施形態のチャンバについて説明する。
チャンバは、ショットピーニング処理を行う作業対象箇所の形状に応じて複数のタイプが用意されている。図２では、第１実施形態であるＡタイプのチャンバ１００を装着する場合を示したが、この他にＢタイプ（第２実施形態）、Ｃタイプ（第３実施形態）、Ｄタイプ（第４実施形態）の全部で４つのタイプのチャンバ１００、２００、３００、４００が、ヘッド本体５１に対して付け替えできるように用意されている。
【００３２】
まず、第１実施形態のタイプＡのチャンバ１００について説明する。
図４は第１実施形態のタイプＡのチャンバを示す斜視図、図５は同チャンバの分解斜視図である。図４及び図５に示すように、このチャンバ１００は、ショット材の収容空間１０１を囲むチャンバ壁１１０と、ショット材を作業対象箇所に射出するためにショット材の収容空間１０１の前面を開放する前面開口部１０３と、ヘッド本体５１の振動体５３の振動面５５を収容空間１０１に臨ませる後面開口部１０２と、チャンバ１００をヘッド本体５１のケース５２に着脱自在に装着する際にケース５２側の装着具６１に対し係合する装着具１５０と、チャンバ１００を持つための把持シャフト１６０と、収容空間１０１にエアを導入してショット材に初期の動きを与えるエア導入管１７０と、を有している。
【００３３】
ショット材の収容空間１０１は、前面（図４の上方）から見て長方形の空間であり、チャンバ壁１１０は、収容空間１０１を挟んで対向する一対の側壁１１２と、該一対の側壁１１２間を連結する一対の端壁１１１とから構成されている。側壁１１２と端壁１１１は樹脂材（エンジニアリングプラスチック）で成形されており、端壁１１１の内面の凹部１１４には、樹脂材を補強するための焼入材からなる金属製の補強プレート１１３が嵌め込まれている。また、端壁１１１の下面には、振動体５３との干渉を避ける凹状の切欠１１８が設けられている。
【００３４】
このチャンバ壁１１０は、端壁１１１と側壁１１２をピン１１６で位置決めし、その状態でボルトにより端壁１１１を側壁１１２に結合することで、四角枠状に組み立てられている。また、そのチャンバ壁１１０の側壁１１２の外面に装着具１５０が取り付けられ、端壁１１１に把持シャフト１６０やエア導入管１７０が取り付けられている。
【００３５】
以上の構成のチャンバ１００を使用する場合は、チャンバ１００の後面開口部１０２及び凹状の切欠１１８にヘッド本体５１の振動体５３の先端部を嵌め合わせながら、チャンバ壁１１０をヘッド本体５１の先端部に装着し、その状態で、ヘッド本体５１側の装着具６１とチャンバ１００側の装着具１５０を係合させる。そして、ピーニングヘッド５０を作業対象箇所に位置決めしながら、チャンバ１００の収容空間にショット材を挿入し、振動体５３に振動を与えることで、作業対象箇所に向けてショット材を射出して、作業対象箇所をショットピーニング処理する。
【００３６】
このチャンバ１００の場合、チャンバ壁１１０が樹脂材で構成されているので、チャンバ壁１１０が金属材で構成されている場合に比べて軽量化及び低コスト化を図ることができる。しかも、樹脂材で構成されたチャンバ壁１１０の一部の内面に金属製の補強プレート１１３が配置されているので、補強プレート１１３で覆われた部分の耐摩耗性を高めて耐久性を増すことができる。
【００３７】
次に、第２実施形態のタイプＢのチャンバ２００について説明する。
図６は第２実施形態のタイプＢのチャンバを示す斜視図、図７は同チャンバの分解斜視図である。図６及び図７に示すように、このチャンバ２００は、ショット材の収容空間２０１を囲むチャンバ壁２１０と、ショット材を作業対象箇所に射出するためにショット材の収容空間２０１の前面を開放する前面開口部２０３と、ヘッド本体５１の振動体５３の振動面５５を収容空間２０１に臨ませる後面開口部２０２と、チャンバ２００をヘッド本体５１のケース５２に着脱自在に装着する際にケース５２側の装着具６１に対し係合する装着具１５０と、チャンバ２００を持つための把持シャフト１６０と、収容空間２０１にエアを導入してショット材に初期の動きを与えるエア導入管１７０と、を有している。
【００３８】
ショット材の収容空間２０１は、前面（図６の上方）から見て矩形の空間であり、チャンバ壁２１０は、収容空間２０１を挟んで対向する一対の側壁２１２と、該一対の側壁２１２間を連結する一対の端壁１１１とから構成されている。側壁２１２と端壁１１１は樹脂材で構成されており、端壁１１１の内面には補強プレート１１３が配置されている。
【００３９】
このタイプＢのチャンバ２００は、タイプＡのチャンバ１００と側壁２１２の長さが違うだけであり、他の部品は同一のものを使用して組み立てられている。従って、同一部品については符号を同一にして説明を省略する。使用方法は、タイプＡのチャンバ１００と同様である。
【００４０】
上記のタイプＡ及びタイプＢのチャンバ１００、２００のように、長さの違う側壁１１２、２１２を使い分けるだけで、作業対象箇所の長さの違いに応じた複数のチャンバ１００、２００を簡単に用意することができる。つまり、ショットピーニング処理を行う箇所によってチャンバを交換する際に、長さの違う側壁１１２、２１２を使い分けるだけで、他の部品を共通化あるいは他の部品を流用しながら、長さの違う作業対象箇所に対応可能な複数のチャンバ１００、２００を簡単に用意することができる。そのため、部品の共通化あるいは流用によりコスト低減に貢献することができる。
【００４１】
次に、第３実施形態のタイプＣのチャンバ３００について説明する。
図８は第３実施形態のタイプＣのチャンバを示す斜視図、図９は同チャンバの分解斜視図である。図８及び図９に示すように、このチャンバ３００は、ショット材の収容空間３０１を囲むチャンバ壁３１０と、ショット材を作業対象箇所に射出するためにショット材の収容空間３０１の前面を斜め方向に向けて開放する前面開口部３０３と、ヘッド本体５１の振動体５３の振動面５５を収容空間３０１に臨ませる後面開口部３０２と、チャンバ３００をヘッド本体５１のケース５２に着脱自在に装着する際にケース５２側の装着具６２に対し係合する装着具３５０と、収容空間３０１にエアを導入してショット材に初期の動きを与えるエア導入管３７０と、を有している。このチャンバ３００の特徴点の一つは、チャンバ壁３１０の一部に開閉蓋３１７が付いていることである。
【００４２】
ショット材の収容空間３０１の前面方向（図８の上方）から見た断面は長方形であり、チャンバ壁３１０は、収容空間３０１を挟んで対向する高さの違う側壁３１２、３１３と、該側壁３１２、３１３間を連結する一対の端壁３１１と、高さの高い側壁３１２から高さの低い側壁３１３に向けて庇状に被さる上壁３１４と、から構成されている。側壁３１２、３１３と端壁３１１と上壁３１４は、樹脂材（エンジニアリングプラスチック）で成形されており、上壁３１４の内面には、振動面５５から射出されたショット材の射出方向を変えるための金属製の反射プレート３１５が配置されている。
【００４３】
また、高さの低い方の側壁３１３には、チャンバ３００内の収容空間３０１に外部からショット材を挿入可能な開口部３１６が設けられている。この開口部３１６には、開口部３１６を開閉するツマミ３１９付きの開閉蓋３１７が嵌め込まれており、必要時以外は開かないように開閉蓋３１７が止め具３１８で止められている。
【００４４】
このチャンバ壁３１０は、端壁３１１と側壁３１２、３１３を位置決めして、ボルトにより端壁３１１を側壁３１２、３１３に結合することで組み立てられている。また、内側に反射プレート３１５を配置した状態で、上壁３１４の両端を端壁３１１の上に被せてねじ止めすることでチャンバ壁３１０が構成されており、そのチャンバ壁３１０の端壁３１１の外面に装着具３５０が取り付けられ、端壁３１１にエア導入管３７０が取り付けられている。
【００４５】
以上の構成のチャンバ３００を使用する場合は、チャンバ３００の後面開口部３０２にヘッド本体５１の振動体５３の先端部を嵌め込みながら、チャンバ壁３１０をヘッド本体５１の先端部に装着し、その状態で、ヘッド本体５１側の装着具６２とチャンバ３００側の装着具３５０を係合させる。そして、ピーニングヘッド５０を作業対象箇所に位置決めしながら、チャンバ３００の収容空間にショット材を挿入し、振動体５３に振動を与えることで、作業対象箇所に向けてショット材を射出して、作業対象箇所をショットピーニング処理する。
【００４６】
ところで、ショットピーニング処理を行う箇所によっては、チャンバ壁３１０に囲まれた収容空間３０１に前面開口部３０３からショット材を挿入するのが難しい場合がある。そうした場合は、開閉蓋３１７を開けることで、ショット材をチャンバ３００内に挿入する。つまり、開閉蓋３１７を開けることで、チャンバ３００を作業対象箇所に押し当てた後から、ショット材をチャンバ３００内に挿入することができる。
【００４７】
また、このチャンバ３００の場合も、チャンバ壁３１０が樹脂材で構成されているので、チャンバ壁３１０が金属材で構成されている場合に比べて軽量化及び低コスト化を図ることができる。しかも、樹脂材で構成されたチャンバ壁３１０の一部の内面に金属製の反射プレート３１５が配置されているので、反射プレート３１５で覆われた部分の耐摩耗性を高めて耐久性を増すことができる。
【００４８】
次に、第４実施形態のタイプＤのチャンバ４００について説明する。
図１０は第４実施形態のタイプＤのチャンバを示す斜視図、図１１は同チャンバの分解斜視図である。図１０及び図１１に示すように、このチャンバ４００は、ショット材の収容空間４０１を囲むチャンバ壁４１０と、ショット材を作業対象箇所に射出するためにショット材の収容空間４０１の前面を斜め方向に向けて開放する前面開口部４０３と、ヘッド本体５１の振動体５３の振動面５５を収容空間４０１に臨ませる後面開口部４０２と、チャンバ４００をヘッド本体５１のケース５２に着脱自在に装着する際にケース５２側の装着具６２に対し係合する装着具４５０と、収容空間４０１にエアを導入してショット材に初期の動きを与えるエア導入管４７０と、を有している。このチャンバ４００の特徴点の一つは、チャンバ壁４１０の一部に開閉蓋４１７が付いていることである。
【００４９】
ショット材の収容空間４０１は、前面方向（図１０の上方）から見て長方形の空間であり、チャンバ壁４１０は、収容空間４０１を挟んで対向する一対の側壁４１２と、該一対の側壁４１２間を連結する一対の端壁４１１とから構成されている。側壁４１２と端壁４１１は樹脂材（エンジニアリングプラスチック）で成形されており、端壁４１１の内面の凹部４１４には、樹脂材を補強するための焼入材からなる金属製の補強プレート４１３が嵌め込まれている。
【００５０】
また、各側壁４１２には、チャンバ４００内の収容空間４０１に外部からショット材を挿入可能な開口部４１６が設けられている。この開口部４１６には、開口部４１６を開閉するツマミ４１９付きの開閉蓋４１７が嵌め込まれており、必要時以外は開かないように開閉蓋４１７が止め具４１８で止められている。
【００５１】
このチャンバ壁４１０は、端壁４１１と側壁４１２を位置決めして、ボルトにより端壁４１１を側壁４１２に結合することで、四角枠状に組み立てられている。また、そのチャンバ壁４１０の端壁４１１の外面に装着具４５０が取り付けられ、端壁４１１にエア導入管４７０が取り付けられている。
【００５２】
以上の構成のチャンバ４００を使用する場合は、チャンバ４００の後面開口部４０２にヘッド本体５１の振動体５３の先端部を嵌め込みながら、チャンバ壁４１０をヘッド本体５１の先端部に装着し、その状態で、ヘッド本体５１側の装着具６２とチャンバ４００側の装着具４５０を係合させる。そして、ピーニングヘッド５０を作業対象箇所に位置決めしながら、チャンバ４００の収容空間にショット材を挿入し、振動体５３に振動を与えることで、作業対象箇所に向けてショット材を射出して、作業対象箇所をショットピーニング処理する。
【００５３】
この場合も、タイプＣのチャンバ３００と同様に、開閉蓋４１７を開けることで、ショット材をチャンバ４００内に挿入することができる。つまり、前面開口部４０３からショット材を挿入できない場合でも、側壁４１２に設けたどちらかの開閉蓋４１７を開けることで、チャンバ４００を作業対象箇所に押し当てた後から、ショット材をチャンバ４００内に挿入することができる。
【００５４】
また、このチャンバ４００の場合も、チャンバ壁４１０が樹脂材で構成されているので、チャンバ壁４１０が金属材で構成されている場合に比べて軽量化及び低コスト化を図ることができる。しかも、樹脂材で構成されたチャンバ壁４１０の一部の内面に金属製の補強プレート４１３が配置されているので、補強プレート４１３で覆われた部分の耐摩耗性を高めて耐久性を増すことができる。
【００５５】
以上で述べたタイプＡ〜Ｄのチャンバ１００〜４００は、例えば水車ランナの所定の作業対象箇所に対応して形成されており、ヘッド本体５１に対してチャンバ１００〜４００を適宜に付け替えることにより、各作業対象箇所のショットピーニング処理を行うことができる。
【００５６】
図１２は、水車ランナをショットピーニング処理する場合の作業対象箇所と使用するチャンバの種類の関係を示す図である。
水車ランナ８００上のショットピーニング処理が必要な作業箇所は、キャビテーションによる損耗の認められる箇所であって、溶接によって肉盛り再生されるベーン８０３の先端及び先端付近の領域である。この領域は溶接時に高熱が加わるため、残留応力が生じている。この残留応力を減少させるためにショットピーニング処理が施される。ベーン８０３は、上下の支持板８０１、８０２の間に接合されており、その接合箇所などがショットピーニング処理の作業対象箇所とされている。
【００５７】
具体的には、（１）水車ランナ８００のＲ部の付け根８１１、（２）Ｒ部の付け根の先端部８１２、（３）ベーン８０３の先端部８１３、（４）ベーン８０３の面８１４である。これらの箇所は、作業領域の表面形状が異なるので、異なるタイプのチャンバ１００〜４００を使用して、ショットピーニング処理を行う必要があり、チャンバ１００〜４００をヘッド本体５１に対して付け替えて作業を行う。
【００５８】
例えば、（１）水車ランナ８００のＲ部の付け根８１１については、タイプＡのチャンバ１００を使用して作業を行う。また、（２）Ｒ部の付け根の先端部８１２については、タイプＢのチャンバ２００を使用して作業を行う。また、（３）ベーン８０３の先端部８１３については、タイプＣのチャンバ３００を使用して作業を行う。また、（４）ベーン８０３の面８１４については、タイプＤのチャンバ４００を使用して作業を行う。
【００５９】
次に実際の作業の進め方について述べる。
水車ランナ８００をショットピーニング装置Ｍを用いてショットピーニング処理する場合、まず、固定支持部１の３本の支柱１１の上下端を、図１２の水車ランナ８００の上側の支持板８０１と下側の支持板８０２に突き当てて突っ張らせることで、ショットピーニング装置Ｍを支持固定する。この場合、３本の支柱１１により３点で支持するため、固定支持部を容易に安定的に固定することができる。
【００６０】
次に、支持フレーム２の多数の関節Ｋ１〜Ｋ７を手動で動かすことにより、ピーニングヘッド５０の位置及び姿勢を作業対象箇所に対して作業し得る最適な位置及び姿勢に調整する。つまり、水平方向可動フレーム２０を動かしてピーニングヘッド５０の水平方向の位置を決め、鉛直方向可動フレーム３０を動かして鉛直方向の位置を決める。また、第１の旋回部４２や第２の旋回部４５を動かしてピーニングヘッド５０の姿勢を調整する。
【００６１】
そして、位置決めや姿勢調整が終わったら、関節Ｋ１〜Ｋ７のロック機構を作動させることで、関節Ｋ１〜Ｋ７を動かないようにロックする。位置決めや姿勢の調整とロック機構の操作は、基端側から先端側に向かって順番に行ってもよいし、任意の順番で行ってもよい。最終的に全部のロック機構をロック状態にすることで、ピーニングヘッド５０を位置決めした位置に調整した姿勢で安定して保持固定することができ、人手による支えを必要としなくなる。
【００６２】
このように、マニピュレータのようにアクチュエータを使用することなく、人手によりピーニングヘッド５０を作業対象箇所に案内して位置決め固定することができるので、機構を簡素なものにすることができると共に、案内・位置決め操作がやりやすくなる。
【００６３】
作業対象箇所が変わる毎にチャンバ１００〜４００を付け替えて作業を進める。そうすることにより、水車ランナ８００上の必要箇所をショットピーニング処理することができる。
【００６４】
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
【００６５】
例えば、上記各実施形態では、チャンバ壁が全部樹脂材で構成されている場合を示したが、チャンバ壁の一部だけを樹脂材で構成し、壁の内面の少なくとも一部を補強プレートで覆うようにしてもよい。
また、前記実施形態では、本発明のショットピーニング装置に用いるチャンバの使用対象のワークとして、水車ランナを挙げたが、これに限られることなく、ワークとしては、ガイドベーンあるいはケーシング等水力発電設備に用いられる他のワークであっても良い。
【符号の説明】
【００６６】
５０  ピーニングヘッド
５１  ヘッド本体
１００  チャンバ
１０１  収容空間
１０２  後面開口部
１０３  前面開口部
１１０  チャンバ壁
１１１  端壁
１１２  側壁
１１３  補強プレート
１５０  装着具
２００  チャンバ
２０１  収容空間
２０２  後面開口部
２０３  前面開口部
２１０  チャンバ壁
２１２  側壁
３００  チャンバ
３０１  収容空間
３０２  後面開口部
３０３  前面開口部
３１０  チャンバ壁
３１１  端壁
３１２  側壁
３１５  反射プレート
３１７  開閉蓋
３５０  装着具
４００  チャンバ
４０１  収容空間
４０２  後面開口部
４０３  前面開口部
４１０  チャンバ壁
４１１  端壁
４１２  側壁
４１３  補強プレート
４５０  装着具
４１７  開閉蓋
【要約】
【課題】摩耗の問題を解消しながら、チャンバの軽量化と低コスト化を図る。
【解決手段】ショットピーニング装置に用いられるチャンバ１００において、ショット材の収容空間１０１を囲むチャンバ壁１１０と、ショット材の収容空間の前面を開放する前面開口部１０３と、ピーニングヘッド５０のヘッド本体５１の振動体５３の振動面５５を収容空間に臨ませるための後面開口部１０２と、チャンバ壁をヘッド本体に着脱自在に装着する装着具１５０とを有し、チャンバ壁が樹脂材で構成され、樹脂材で構成されたチャンバ壁の内面の一部に樹脂材よりも耐久性の高い金属製のプレート１１３が配置されている。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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